Cтраница 2
Углекислота у прокариот активно используется по путям как конструктивного, так и энергетического метаболизма. В конструктивном метаболизме она выполняет две основные функции: присоединение углекислоты в качестве С ] - группы к молекуле клеточного метаболита приводит к удлинению ее углеродного скелета; кроме того, при этом происходит регулирование общего уровня окисленно-сти-восстановленности клеточных метаболитов, поскольку включение С02 - группы в молекулу приводит к заметному повышению степени ее окиелейности. В этом случае С02 входит в состав веществ клетки. [16]
И наконец, еще одно свойство молекулы АТФ, обеспечившее ей центральное место в энергетическом метаболизме клетки. Изменение свободной энергии при гидролизе АТФ составляет - 31 8 кДж / моль. Если сравнить эту величину с аналогичными величинами для ряда других фосфорилированных соединений, то мы получим определенную шкалу. [17]
В этом случае можно так подобрать условия, чтобы скорость роста и связанный с ним энергетический метаболизм достигали максимума на одной стадии, а образование продукта - на другой. Прежде чем переводить такие процессы из периодических в непрерывные, очень важно выяснить соотношения между скоростями отдельных процессов и основными контролируемыми переменными. [18]
К процессам типа III относятся те, в которых основной продукт образуется не в результате энергетического метаболизма, а независимым путем, В таких процессах рост и метаболическая активность достигают максимума на ранних этапах периодического процесса, а максимум образования интересующего нас продукта приходится на более поздние стадии, когда окислительная активность снижается. Продукты, образующиеся в ходе таких процессов, называются вторичными метаболитами; это, например, антибиотики пенициллин и стрептомицин. [19]
Полученные в исследованиях данные указывают на наличие прямых регуляторных связей между многозвенной моторной активностью и основными процессами энергетического метаболизма на клеточном уровне. Физическая активность возбуждает нейрогормональные симпатические пути, что содействует высвобождению в кровь в качестве топлива как глюкозы, так и жирных кислот. Уровни этих порожденных кровью видов топлива, а также отношение АТФ / АДФ в мышечной клетке точно регулируются сетью механизмов положительных и отрицательных обратных связей, охватывающих многочисленные ткани. На рис. 10.12 представлены взаимоотношения между сократительной активностью, потреблением энергии, производством энергии, использованием топлива и мобилизацией топлива, которые позволяют предположить, каким образом взаимодействия между сложными группами мыищ регулируют растяжение определенных мышц и моторных единиц и, следовательно, регулируют внутренние молекулярные процессы производства мышечной энергии и связанные с ними органические и физиологические функции и взаимодействия. [20]
Полученные в исследованиях данные указывают на наличие прямых регуляторных связей M-ежду многозвенной моторной активностью и основными процессами энергетического метаболизма на клеточном уровне. Физическая активность возбуждает нейрогормональные симпатические пути, что содействует высвобождению в кровь в качестве топлива как глюкозы, так и жирных кислот. Уровни этих порожденных кровью видов топлива, а также отношение АТФ / АДФ в мышечной клетке точно регулируются сетью механизмов положительных и отрицательных обратных связей, охватывающих многочисленные ткани. На рис. 10.12 представлены взаимоотношения между сократительной активностью, потреблением энергии, производством энергии, использованием топлива и мобилизацией топлива, которые позволяют предположить, каким образом взаимодействия между сложными группами мышц регулируют растяжение определенных мышц и моторных единиц и, следовательно, регулируют внутренние молекулярные процессы производства мышечной энергии и связанные с ними органические и физиологические функции и взаимодействия. [21]
Основная причина гибели парамеций от указанных выше веществ сводится, по-видимому, к нарушению физико-химических свойств оболочки, но не к ингибитированию энергетического метаболизма в клетке. [22]
Молекула АТФ обладает определенными свойствами, которые и привели к тому, что в процессе эволюции ей была отведена столь важная роль в энергетическом метаболизме клеток. Термодинамически молекула АТФ нестабильна, что вытекает из большой отрицательной величины AG ее гидролиза. Последнее свойство обеспечивает эффективное сохранение энергии в молекуле АТФ, поскольку химическая стабильность молекулы препятствует тому, чтобы запасенная в ней энергия бесполезно рассеивалась в виде тепла. Малые размеры молекулы АТФ позволяют ей легко диффундировать в различные участки клетки, где необходим подвод энергии извне для выполнения химической, осмотической, механической работы. [23]
Для некоторых цианобактерий показана принципиальная возможность протекания темновых анаэробных процессов ( анаэробное дыхание, молочнокислое брожение), однако низкая активность ставит под сомнение их роль в энергетическом метаболизме цианобактерий. [24]
Применение электронно-микроскопических методов, позволяющих изучать распределение дегидрогеназ в целых клетках, показывает, что дегидрогеназы у анаэробных спороносных бактерий, очевидно, также связаны с мембранами, играющими у живых организмов огромную роль, особенно в процессах энергетического метаболизма. [25]
Внешняя картина гибели, быстрота, с которой наступает гибель, большая токсичность поверхностно-активного вещества ОП-7 и относительно малая токсичность общеизвестных фосфор-органических биоцидов заставляют предположить, что прекращение движений и гибель от фосфорорганических соединений и ОП-7 происходят не вследствие нарушения энзиматических процессов энергетического метаболизма и механизма движения) в клетке, а, по-видимому, из-за тех физико-химических процессов, которые разыгрываются на оболочке и в самой оболочке. [26]
Часть общего обмена, которая состоит в поглощении, усвоении питательных веществ и создании за их счет структурных компонентов клетки, называется ассимиляцией - это конструктивный обмен. Конструктивный и энергетический метаболизм составляют единое целое. [27]
Организмы, использующие в качестве источника углерода в конструктивном метаболизме углекислоту, называют автотрофами, а использующие готовые органические вещества - гетеротрофами. Если для энергетического метаболизма источником служит свет, то организм называют фототрофом. Хемотрофия характеризуется использованием энергии химических реакций. При этом органотрофы в качестве донора электронов применяют органическое вещество, а литотрофы - неорганическое. [28]
Наличие каталазы при этом не обязательно, поскольку возникающая в реакции дисмутации и других реакциях перекись водорода разлагается спонтанно или с участием неферментативных катализаторов, и организмы в целом справляются с ней в этих условиях. Таким образом, при осуществлении энергетического метаболизма анаэробного типа для устранения токсических эффектов 02 достаточно одной ферментной преграды в виде супероксиддисмутазы. [29]
К основным питательным веществам, используемым микроорганизмами в качестве исходного сырья для биосинтеза, следует отнести углерод, азот и фосфор. При аэробном культивировании микроорганизмов в энергетическом метаболизме клетки непосредственное участие принимает кислород, выполняя роль акцептора электронов. С участием молекулярного кислорода происходит окисление углеводородного субстрата с последовательным образованием надвинного спирта, а затем жирной кислоты. При анаэробном процессе микроорганизмы получают энергию в результате окисления, когда акцепторами электронов выступают неорганические соединения. У фототрофов ( фотосинтезирующих бактерий, водорослей) в качестве источника энергии служит энергия солнечной радиации. [30]